QU10602 Fisicoquimica I

UNIVERSIDAD DE GUANAJUATO
NOMBRE
DE
LA
UNIDAD
Facultad de Química
ACADÉMICA:
NOMBRE
DEL
PROGRAMA
Químico, Ingeniero Químico y Químico Farmacéutico Biólogo.
ACADÉMICO:
NOMBRE DE LA UNIDAD DE
APRENDIZAJE:
Fisicoquímica I
SEMESTRE EN QUE SE IMPARTE
CURSADA Y APROBADA:
CURSADA:
Segundo Semestre
PRERREQUISITOS:
Ninguno
Cálculo de una Variable
CARACTERIZACIÓN DE LA UNIDAD DE APRENDIZAJE
X METODOLÓDISCIPLIFORMATINAR
VA
GICA
X ÁREA
ÁREA
ÁREA PROFEBÁSICA
GENERAL
SIONAL
X LABORATOCURSO
TALLER
RIO
CLAVE:
QU10602
HORAS/SEMANA/SEME
S-TRE
TEORÍA:
PRÁCTICA:
CRÉDITOS:
POR EL TIPO DE
CONOCIMIENTO:
POR LA DIMENSIÓN DEL
CONOCIMIENTO:
POR LA MODALIDAD DE
SEMINAABORDAR EL
RIO
CONOCIMIENTO:
X OPTATIVA
POR EL CARÁCTER DE LA
OBLIGATO- X RECURSASELECTIUNIDAD DE APRENDIZAJE:
RIA
BLE
VA
X NO
ES PARTE DE UN TRONCO
SÍ
COMÚN:
COMPETENCIA (S) GENERAL(ES) DE LA UNIDAD DE APRENDIZAJE:
3
2
8
ACREDI
-TABLE
El alumno será capaz de aplicar las herramientas de la termodinámica a la química, para:
A) explicar(comprensión) los factores que afectan a la energética y espontaneidad de una reacción ,
B) obtener (aplicación) a partir de datos experimentales y de tablas los cambios de entalpía en las reacciones químicas más
importantes
C) incorporar en estos temas ejes transversales como son la relación del hombre con el medio ambiente y el desarrollo
sustentable, comprendiendo el impacto de la actividad humana en el entorno. Podrá analizar las implicaciones que tienen el
avance científico y tecnológico en la sociedad y el medio ambiente.
D) Podrá desarrollar modelos que representen la realidad y generen nuevos conocimientos.
CONTRIBUCIÓN DE LA UNIDAD DE APRENDIZAJE AL LOGRO DEL PERFIL DE EGRESO
Adquirir los conocimientos formativos de la Fisicoquímica, complementados por temas que les amplíen sus potenciales de
comunicación y cultura en el área científica, para conformar la homogeneización de los requisitos necesarios y logre
desempeñarse adecuadamente en la complementación de los estudios de la Licenciatura de su elección. Proporcionará una
formación integral, promoviendo la adquisición de competencias para el trabajo en equipo estimulará el espíritu crítico,
fomentando el autoaprendizaje, el respeto a su persona, a la sociedad y al entorno; creando una actitud de responsabilidad y
liderazgo, considerando en todo momento los valores éticos.
UNIDADES Y OBJETOS DE ESTUDIO
OBJETIVO: Comprender las leyes de la termodinámica y su aplicación a la termoquímica y comprender el comportamiento de los gases.
Entenderá el comportamiento energético de sistemas de un solo componente.
CONTENIDO
1.- DEFINICIONES FUNDAMENTALES
1.1 Sistemas Termodinámicos
1.2 Atributos macroscópicos
1.3 Estado Termodinámico
1.4 Equilibrio Termodinámico
1.5 Variables Intensivas y Extensivas
1.6 Funciones de Punto y de Trayectoria. Diferenciales exactas e inexactas.
1.7 Procesos Reversibles e Irreversibles
2.- LEY CERO DE LA TERMODINAMICA
2.1 Ley Cero de la Termodinámica
2.2 Definición de Temperatura y de Termómetro
2.3 Escala absoluta de Temperatura.
3.- ECUACION DE ESTADO.
3.1 Gas ideal y su ecuación de estado.
3.2 Ley de Dalton
3.3 Ley de la Distribución Barométrica
3.4 Desviaciones de la idealidad y Gases Reales.
3.5 Modelos de Gases Reales (Van der Waals, Berthelot, Dieterici, Virial)
4.- EL CONCEPTO DE TRABAJO EN TERMODINAMICA
4.1 Trabajo
4.2 Trabajo Termodinámico (expansión y compresión).
4.3 Integral de Línea y diferencial exacta.
4.4 Trabajo en procesos reversibles e irreversibles.
5.- EL CONCEPTO DE ENERGIA Y LA PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA
5.1 Energía Interna
5.2 Experimento de Joule
5.3 Calor.
5.4 Procesos a volumen constante.
5.5 Capacidad Calorífica a volumen constante (Cv).
5.6 Procesos a presión constante.
5.7 Calor a presión constante o Entalpía
5.8 Experimento de Joule-Thompson.
5.9 Capacidad Calorífica a presión constante (Cp).
5.10 Otros Coeficientes de respuesta: Compresibilidad isotérmica (κT) y de expansión isobárica (α).
5.11 Relación Cp.- Cv para gases reales e ideales.
5.12 Procesos adiabáticos.
6.- APLICACIONES DE LA PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA. TERMOQUÍMICA.
6.1 Cambios de energía y entalpía en reacciones químicas
6.2 Variación de la entalpía de reacción con la temperatura. Ley de Kirchoff.
6.3 Introducción a los Cambios de Fase. Calores latentes.
6.4 Estados Estándar
6.5 Calor o entalpía estándar de Formación
6.6 Calor de Reacción
6.7 Ley de Hess y suma de reacciones químicas.
6.8 Calor de solución y de dilución.
6.9 Calores de formación en solución.
6.10 Entalpías de combustión, de atomización, de enlace, etc.
7.-EL CONCEPTO DE ENTROPIA Y LA SEGUNDA LEY DE LA TERMODINAMICA
7.1 La Segunda Ley de la Termodinámica.
7.2 La existencia de la Entropía como una Función de Estado
7.3 Enunciados de Clausius y Kelvin.
7.5 Criterios de Espontaneidad y Equilibrio en sistemas aislados.
7.6 La Desigualdad de Clausius
7.7 Ciclo de Carnot.
7.8 Interpretación microscópica de la entropía. Desorden molecular.
7.9 Tercera Ley de la Termodinámica
SUGERENCIAS METODOLÓGICAS
SUGERENCIAS METODOLÓGICAS
-
De acuerdo al enfoque del tronco común en general y de los propósitos de esta materia en específico, se propone abordar el curso como un curso que
sin ser propiamente un taller, considera de alta importancia la interacción entre la teoría y el laboratorio, En la sección de teoría las actividades de
aprendizaje propuestas incluyen: Lecturas específicas, Exposición oral, Resolución de problemas, Trabajo en equipo, y los productos del aprendizaje
serán: Tareas, Resolución de problemas del tema en clase, Examen parcial, exposición y discusión de temas asignados por el maestro en conjunto con
los estudiantes. Para la sección del laboratorio se contemplan los materiales y recursos didácticos:
Reportes de prácticas.
El reporte será un documento escrito en el cual se entenderá de forma clara su contenido (tamaño de letra visible y en
computadora, colores de letra negro, portadas blancas con letras no claras, en el caso de las gráficas, no emplear colores
obscuros en el fondo). Deberán contar con lo siguiente: Portada, Objetivo, Fundamento, materiales y reactivos empleados
(con fórmula química en el caso de reactivos y en el caso de las soluciones indicar la concentración), equipo de seguridad
empleado, desarrollo de la práctica (técnica), metodología empleada para residuos generados, resultados, cuestionario (en el
caso de que se indique), observaciones, conclusiones, apéndice de reactivos empleados (cuidados a tener en su manejo) y
bibliografía. El reporte de la práctica se entregará a la siguiente sesión de haberse realizado (únicamente se recibirán
reportes al terminar la sesión de laboratorio). Las técnicas de las prácticas se enviarán por correo electrónico con una
semana de anticipación.
Práctica final
Será un proyecto por equipo, el cual deberá ser entregado dos semanas antes de su realización (esto es para verificar si existen las substancias requeridas y si
es viable el proyecto). En el caso del reporte, será con los mismos parámetros de elaboración que los reportes de las prácticas 1 a la 13.
Desempeño en el laboratorio.
Deberá el alumno de cumplir con las reglas de seguridad adecuadas, cumplir en forma íntegra la metodología a desarrollar, éste se evaluará por sesión de
laboratorio.
Elaboración de bitácora.
Será individual, en ella se anotará el trabajo pre-laboratorio y los eventos que se consideren pertinentes acerca del trabajo experimental. La bitácora se
revisará cada sesión.
Material a utilizar.
Cinta adhesiva, cinta métrica (regla), recipiente para baño de hielo, recipiente para baño maría, detergente líquido, franela, 2 vasos de unicel chicos, agitador
magnético.
SUGERENCIAS PARA LA EVALUACIÓN DE LOS APRENDIZAJES
Evaluación:
Se considera la evaluación en sus 3 momentos: diagnóstica, formativa y sumaria. En la evaluación diagnóstica, se realiza
una actividad diagnóstica al inicio del curso para valorar los conocimientos previos de los estudiantes, la evaluación
formativa, se realiza de forma permanente llevando un registro del proceso de aprendizaje de los alumnos, a partir de valorar
trabajos, tareas, participación, etc. La evaluación sumaria, en el cuál se establecen los exámenes parciales y trabajos finales
del curso, y tiene como finalidad valorar el proceso de aprendizaje y asignar la calificación final de la materia.
Calificación:
a) Calificación de Teoría
Se aplicarán tres exámenes parciales escritos que cubrirán cada uno la parte correspondiente del programa. Habrá una cuarta calificación que corresponderá
a la preparación de un tema asignado por el profesor, por escrito y con una exposición oral, por equipos. Las cuatro calificaciones se ponderan al 25% cada
una y el promedio da la calificación de teoría. Las tareas se revisan y las que así se informe darán puntos adicionales.
b) Calificación del laboratorio
Reportes de prácticas (1 a 13)
65 %
Reporte de práctica final
5%
Desempeño en el laboratorio
15 %
Elaboración de bitácora
10 %
Evaluación escrita
5%
Acreditación:
- La calificación del laboratorio representa el 30% de la calificación final de la materia. La teoría es el 70% restante.
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BIBLIOGRAFÍA BÁSICA
Castellan, G.W., Fisicoquímica, tercera edición Addison-Wesley Iberoamericana, 1987.
Atkins, P., de Paula Julio, Physical Chemistry, 7th edition, W.H. Freeman and Company, New York, USA, 2002.
BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA
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Levine Ira N., Fisicoquímica, Quinta Edición, McGraw Hill México, 2004.
ELABORADA POR: Comisión de tronco común y profesores invitados
FECHA DE ELABORACIÓN: OCTUBRE 2007
FECHA DE REVISIÓN